專利名稱：一種輔助陰極及利用它對盲孔進行陽極氧化的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及鋁合金盲孔陽極氧化方法，特別是涉及一種深孔陽極氧化方法。
背景技術(shù)：
在一些通用工程和軍事工業(yè)方面，有些較大的鋁合金的零部件需要陽極氧化，這些零部件有時有很深的盲孔，不僅零件表面需要有較厚的氧化膜，這些盲孔的氧化膜，也要達到一定的要求?，F(xiàn)有的的解決方法是通過調(diào)整工件裝夾方向，在工藝上提高氧化電壓和延長氧化時間，使盲孔內(nèi)達到一定的膜厚。上述現(xiàn)有的解決方法存在以下不足之處
1、對一些較大的工件，調(diào)整裝夾方向比較困難，不能很好的解決膜厚均勻問題，表面與孔內(nèi)膜厚相差很大，為了孔內(nèi)的膜厚度達到要求，而提高氧化電壓和延長氧化時間，造成能源浪費；
2、導致其它部位的尺寸不合格，這種現(xiàn)象在硬質(zhì)氧化過程中尤其明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作靈活方便、氧化膜層厚度理想的輔助陰極，以及利用該輔助陰極對盲孔進行陽極氧化的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種輔助陰極，所述輔助陰極的主體是一段合金材質(zhì)的圓管，所述圓管的一端封閉、另一端具有與所述圓管的徑向平行的中間孔，在靠近所述中間孔的所述圓管的側(cè)壁上均勻地開有垂直于所述圓管徑向方向的數(shù)個小孔(便于電解液在盲孔中均勻流動)；所述數(shù)個小孔的兩側(cè)具有套在所述圓管上的圓環(huán)形支撐架，所述圓環(huán)形支撐架上有缺口 ； 所述圓管上還具有接線孔，所述接線孔與導線相連。中間孔的直徑一般比圓管的直徑小5 10mm。所述圓管上還具有支管，所述支管可套軟管。所述軟管與過濾機的進口管相連接。所述支管是PVC材質(zhì)所述支管是PVC材質(zhì)或其它不導電塑料。所述導線上有導電夾，所述導電夾與陰極桿相連。所述合金是鋁合金或鈦合金。上述任一輔助陰極對盲孔進行陽極氧化的方法，包括如下步驟
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔中，所述輔助陰極與所述盲孔孔底保持一定的距離(例如，10 15mm)以免短路，并固定所述輔助陰極；然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連，開始氧化直至在所述盲孔的表面得到指定的膜厚。所述氧化槽液中硫酸濃度為150 200g/l，溫度為18 22°C。在圓管的一端有一個支管與圓管的中心孔相連(如圖3)，另一端與軟管相連，以便于氧化槽液在孔中流動。所述圓形支撐架采用PVC材料材質(zhì)或其它不導電塑料，以避免鋁管與工件孔壁接觸導致短路而燒毀工件。所述支撐架上有分布均勻的缺口可便于電解液在盲孔中流動。所述軟管內(nèi)部有細的鋼絲，以避免在氧化過程中軟管變形，導致流量不穩(wěn)定；所述軟管的一端與所述支管相連通，另一端與進入電解槽的進口管相連，進口管的槽液經(jīng)過調(diào)整溫度，由循環(huán)泵提供能量。所述導線采用不污染槽液的鋁合金芯。所述導線連接導電夾，可通過導電夾方便地與陰極桿接通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的的技術(shù)效果如下
第一由于在盲孔內(nèi)的電解液處于循環(huán)流動的狀態(tài)，能及時帶走氧化產(chǎn)生的熱量，從而能持續(xù)生成氧化膜。第二 由于有輔助陰極在盲孔中的使用，使得電力線能在盲孔中得到有效分布，從而能使氧化膜在工件的表面和盲孔中同步生成，提高了膜厚的均勻性，提高了電流效率，降低了能耗。第三在陰極上采用導電夾，使用方便。能根據(jù)需要，在氧化過程中通過導電夾與陰極桿的斷開和接通來控制氧化操作的關(guān)閉和開啟，及時調(diào)整盲孔內(nèi)的氧化膜厚度。


圖1是本發(fā)明中用到的一種輔助陰極的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中輔助陰極中圓形支撐架和鋁管中心孔的放大示意圖； 圖3是本發(fā)明中用到的輔助陰極主體剖視圖； 圖4是本發(fā)明中用的的另一種輔助陰極的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面，用實施例來進一步說明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于實施例。對本領域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神和保護范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍包括在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。實施例1
本實施例在于說明本發(fā)明在氧化深250mm、直徑50mm盲孔中的應用。制備試塊取一個400 * 200 * 350 (mm)材質(zhì)為6061鋁合金(6061鋁合金的主要合金元素是鎂與硅，并形成M&Si相)的試塊，在其上作一個深250mm、直徑50mm的簡單孔 (即，盲孔)，通過螺紋將試塊與掛具連接。圖1是本發(fā)明氧化中所用到的輔助陰極結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述輔助陰極的主體1為一根長約沈0讓、直徑約25mm的鋁合金圓管，一端封閉，另一端中間孔7 (在圖2 中示出)的長度為245 250mm(如圖3中箭頭A段所示，中間孔7的直徑為20mm)，在靠近孔底一側(cè)的圓管側(cè)壁上均勻地的開有數(shù)個小孔4，其兩端為兩個直徑為48mm的圓環(huán)形支撐架3，圓環(huán)形支撐架3上有缺口 8 (如圖2所示)。主體1的一端有接線孔，該接線孔與導線6相連，以用于通過導線6使主體1與陰極相連。在主體1的一端有支管5，支管5的孔直徑為20mm，支管5的一端與圓管的中間孔7相連通，支管5的另一端與孔徑為20mm軟管2相連。導線6的另一端可裝導電夾，此時通過導電夾與電源的連接控制氧化操作的開啟和關(guān)閉。裝夾
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔(直徑為50mm)中，所述輔助陰極與所述盲孔孔底保持10 15mm的距離，以免短路，并固定所述輔助陰極；然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連。陽極氧化
如本領域技術(shù)人員所共知，陽極氧化的前后處理流程在此就不再多述，按已知的常規(guī)方式處理，處理好的試塊放入氧化槽液，槽液為普通氧化槽液，硫酸濃度為150 200g/l， 溫度為20°C左右，將循環(huán)泵打開，等到軟管2，軟管與進入氧化槽的槽液管道聯(lián)通，試塊和輔助陰極整個都是浸入氧化槽液中.等到軟管中的電解液中無大量氣泡，開啟電源氧化， 電流密度為lA/dm2，氧化60分鐘。檢測到試塊表面氧化膜厚在25微米左右，盲孔內(nèi)膜厚在18微米左右。實施例2
本實施例在于說明本發(fā)明在氧化深250mm、直徑30mm盲孔中的應用。制備試塊取一個400 * 200 * 350(單位為mm)材質(zhì)為6061鋁合金試塊，在其上作一個深250mm、直徑30mm的簡單孔(即，盲孔)，通過螺紋將試塊與掛具連接。制備輔助陰極本實施例用到的輔助陰極的結(jié)構(gòu)如圖4，同圖1稍有一點區(qū)別，在于主體9為一根長沈0讓、直徑15mm的鋁合金圓管，圓管的中部為一直徑為IOmm的通孔，主體9的一端與軟管13相連通，主體1的側(cè)面有個接線孔12，該接線孔與導線14連接，通過導線14將主體9與陰極相連。在遠離接線孔的一側(cè)的主體1側(cè)壁上均勻的開有小孔11，其兩端為兩個直徑為^mm圓環(huán)形的支撐架10，支撐架上有缺口 8，導線6的另一端接有導電夾，該導電夾可控制氧化操作的開啟和關(guān)閉。裝夾
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔(直徑為30mm)中，所述助陰極與所述盲孔孔底保持10 15mm的距離，以免短路，并固定所述輔助陰極，然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連。陽極氧化
如本領域技術(shù)人員所共知，陽極氧化的前后處理流程在此就不再多述，按已知的常規(guī)方式處理，處理好的試塊放入氧化槽液，槽液為普通氧化槽液(硫酸濃度為150 200g/l， 三價鋁離子的濃度為1 15g/l )，溫度為20度左右，將循環(huán)泵打開，到軟管中的的電解液中無大量氣泡，開啟電源氧化，電流密度為lA/dm2，氧化50分鐘。檢測表面氧化膜厚在M微米左右，孔內(nèi)膜厚在18微米左右。實施例3
本實施例用于說明本發(fā)明在硬質(zhì)氧化方面的應用。制備試塊取一個40(^200*350 (單位為mm)材質(zhì)為6061鋁合金試塊，在其上作一個深250mm，直徑20mm的簡單孔(即，盲孔)，通過螺紋將試塊與掛具連接。制備輔助陰極
本實施例用到的輔助陰極的結(jié)構(gòu)示意圖也如同圖1所示，只是尺寸與實施例1有差別。 主體ι為一根長沈0讓、直徑IOmm的鋁合金圓管，一端封閉，另一端中間孔7的直徑為8mm， 在遠離接線孔的一側(cè)的主體1側(cè)壁上均勻的開有小孔4，其兩端為兩個直徑為18圓環(huán)形的支撐架3，支撐架上的缺口 8，圓管的一端有個接線孔，以用于通過導線6與陰極相連，導線的另一端接有導電夾，在圓管的一端有一個支管5，孔徑為8與圓管的中心孔相連，另一端與孔徑為8mm軟管2相連。裝夾
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔(直徑為20mm單位) 中，所述助陰極與所述盲孔孔底保持10 15mm的距離，以免短路.并固定所述輔助陰極； 然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連。陽極氧化
如本領域技術(shù)人員所共知，陽極氧化的前后處理流程在此就不再多述，按已知的常規(guī)方法處理，處理好的試塊放入氧化槽液，槽液為普通氧化槽液，硫酸濃度為150 200g/l， 溫度為0士2度，將循環(huán)泵打開，直到軟管中的電解液中無大量氣泡，開啟電源氧化，電流密度為2A/dm2，氧化60分鐘。檢測表面氧化膜厚在45微米左右，孔內(nèi)膜厚在38微米左右。實施例4
本實施例旨在說明如果孔內(nèi)的氧化膜生成速度過快，可以通過本實施例的方法調(diào)整盲孔內(nèi)氧化膜厚度。制備試塊取一個400*200*350 (單位為mm)材質(zhì)為6061鋁合金試塊，在其上作一個深250mm，直徑50mm的簡單孔(即，盲孔)，通過螺紋將試塊與掛具連接，
制備輔助陰極
如圖1所示的陰極，請先參閱圖1，圖1是本發(fā)明氧化中所用到的輔助陰極結(jié)構(gòu)示意圖。 主體1 一根長260mm直徑25mm鋁合金的圓管，一端封閉，另一端中間孔7直徑為20mm，在靠近孔底的一側(cè)的圓管側(cè)壁上均勻的開有小孔4，其兩端為兩個直徑為48mm圓環(huán)形的支撐架3，支撐架上的缺口 8，圓管的一端有個接線孔，以用于通過導線6與陰極相連，導線的另一端接有導電夾，在圓管的一端有一個支管5，孔徑為20與圓管的中心孔相連，另一端與孔徑為20軟管2相連。裝夾
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔(直徑為50單位mm) 中，所述輔助陰極助陰極與所述盲孔孔底保持10 15mm的距離，以免短路，并固定所述輔助陰極；然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連。陽極氧化
如領域技術(shù)人員所共知，陽極氧化的前后處理流程在此就不再多述，將處理好的試塊放入氧化槽液，槽液為普通氧化槽液，硫酸濃度為150 200g/l，溫度為0士2度，將循環(huán)泵打開，到軟管中的的電解液中無大量氣泡，開啟電源氧化，電流密度為2A/dm2，氧化70分鐘。檢測表面氧化膜厚在55微米左右，孔內(nèi)膜厚在50微米左右。內(nèi)外膜厚相差5微米左右，把導電夾與陰極桿脫開，繼續(xù)氧化10分鐘，表面氧化膜厚度達到60微米左右，內(nèi)外膜厚差達到10微米。實施例5
本實施例在于說明本發(fā)明的輔助陰極還可以采用鈦合金，(鈦合金較鋁合金不易損耗)。制備試塊取一個400 * 200 * 350 (mm)材質(zhì)為6061鋁合金(6061鋁合金的主要合金元素是鎂與硅，并形成M&Si相)的試塊，在其上作一個深250mm、直徑50mm的簡單孔 (即，盲孔)，通過螺紋將試塊與掛具連接。圖1是本發(fā)明氧化中所用到的輔助陰極結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述輔助陰極的主體1為一根長約沈0讓、直徑約25mm的鈦合金圓管，一端封閉，另一端中間孔7 (在圖2 中示出，其長度L為支管5的中心到陰極鈦管端面的距離)的直徑為20mm，在靠近孔底一側(cè)的圓管側(cè)壁上均勻地的開有數(shù)個小孔4，其兩端為兩個直徑為48mm圓環(huán)形支撐架3，圓環(huán)形支撐架3上有缺口 8 (如圖2所示)。主體1的一端有接線孔，該接線孔與導線6相連，以用于通過導線6使主體1與陰極相連。在主體1的一端有支管5，支管5的孔直徑為20mm，支管5的一端與圓管的中心孔7相連通，支管5的另一端與孔徑為20mm軟管2相連。導線6的另一端可裝導電夾，此時通過導電夾與電源的連接控制氧化操作的開啟和關(guān)閉。裝夾
首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔(直徑為50mm)中，所述輔助陰極與所述盲孔孔底保持10 15mm的距離，以免短路，并固定所述輔助陰極；然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸好，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連。陽極氧化
如本領域技術(shù)人員所共知，陽極氧化的前后處理流程在此就不再多述，按已知的常規(guī)方式處理，處理好的試塊放入氧化槽液，槽液為普通氧化槽液，硫酸濃度為150 200g/l， 溫度為20°C左右，將循環(huán)泵打開，等到軟管2 (軟管與進入氧化槽的槽液管道通，試塊和輔助陰極整個都是浸入氧化槽液中.)中的電解液中無大量氣泡，開啟電源氧化，電流密度為 ΙΑ/dm2,氧化60分鐘。檢測到試塊表面氧化膜厚在25微米左右，盲孔內(nèi)膜厚在18微米左右。通過驗證明，根據(jù)不同的盲孔尺寸，靈活的改變輔助陰極的尺寸，采用本發(fā)明對帶有盲孔的較大工件進行陽極氧化，不僅能在零件表獲得氧化膜，還能在零件的深孔內(nèi)獲得所需要的氧化膜，從而滿足零件的功能性要求，同時由于輔助陰極可以通過導電夾在氧化過程中進行斷開和接通，因此能根據(jù)需要調(diào)整工件盲孔內(nèi)的氧化膜厚度。
權(quán)利要求
1.一種輔助陰極，其特征在于，所述輔助陰極的主體是一段合金材質(zhì)的圓管，所述圓管的一端封閉、另一端具有與所述圓管的徑向平行的中間孔，在靠近所述中間孔的所述圓管的側(cè)壁上均勻地開有垂直于所述圓管徑向方向的數(shù)個小孔；所述數(shù)個小孔的兩側(cè)具有套在所述圓管上的圓環(huán)形支撐架，所述圓環(huán)形支撐架上有缺口 ；所述圓管上還具有接線孔，所述接線孔與導線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助陰極，其特征在于，所述圓管上還具有支管，所述支管可套軟管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助陰極，其特征在于，所述軟管與過濾機的進口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助陰極，其特征在于，所述支管是PVC材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助陰極，其特征在于，所述導線上有導電夾，所述導電夾與陰極桿相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助陰極，其特征在于，所述合金是鋁合金或鈦合金。
7.利用權(quán)利要求1 6任一所述的輔助陰極對盲孔進行陽極氧化的方法，其特征在于， 包括如下步驟首先，將試塊放入氧化槽液中，再將所述輔助陰極放入試塊的盲孔中，所述輔助陰極與所述盲孔孔底保持一定距離以免短路，并固定所述輔助陰極；然后將所述試塊通過掛具與陽極桿接觸，打開循環(huán)泵，將所述輔助陰極的導電夾與所述陰極桿相連，開始氧化直至在所述盲孔的表面得到指定的膜厚。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述距離為10 15mm。
全文摘要
本申請公開了一種輔助陰極及利用它對盲孔進行陽極氧化的方法，所述輔助陰極的主體是一段合金材質(zhì)的圓管，所述圓管的一端封閉、另一端具有與所述圓管的徑向平行的中間孔，在靠近所述中間孔的所述圓管的側(cè)壁上均勻地開有垂直于所述圓管徑向方向的數(shù)個小孔；所述數(shù)個小孔的兩側(cè)具有套在所述圓管上的圓環(huán)形支撐架，所述圓環(huán)形支撐架上有缺口；所述圓管上還具有接線孔，所述接線孔與導線相連。利用該輔助陰極對盲孔氧化，能使氧化膜在工件的表面和盲孔中同步生成，提高了膜厚的均勻性，提高了電流效率，降低了能耗；并且，在氧化過程中通過導電夾與陰極桿的斷開和接通來控制氧化操作的關(guān)閉和開啟，及時調(diào)整盲孔內(nèi)的氧化膜厚度。
文檔編號C25D17/12GK102330136SQ20111026156
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者吳曉杉 申請人:上海瑞爾實業(yè)有限公司